JPH09143565A - 加熱炉の雰囲気制御方法 - Google Patents

加熱炉の雰囲気制御方法

Info

Publication number
JPH09143565A
JPH09143565A JP30936095A JP30936095A JPH09143565A JP H09143565 A JPH09143565 A JP H09143565A JP 30936095 A JP30936095 A JP 30936095A JP 30936095 A JP30936095 A JP 30936095A JP H09143565 A JPH09143565 A JP H09143565A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
air
fuel ratio
oxygen concentration
door
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30936095A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuru Yamamoto
満 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP30936095A priority Critical patent/JPH09143565A/ja
Publication of JPH09143565A publication Critical patent/JPH09143565A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抽出口からの侵入空気による炉内酸素濃度の
上昇を回避して被加熱鋼材のスケール発生の抑制及び焼
き減り量の減少を図る。 【解決手段】 抽出扉2が開かれて扉開信号Ts1 が出
力されると、演算手段10が炉圧P0 ,炉内酸素濃度C
0 ,燃料流量F0 及び扉開時間T0 の関係によって定め
られる空燃比操作量Δmを算出し、これを空燃比制御手
段11に出力する。空燃比制御手段11は、演算手段1
0によって算出された空燃比操作量Δmに応じて空燃比
を下げるように変更操作を行う。抽出扉2が閉じられて
扉閉信号Ts2 が出力されると、空燃比制御手段11は
元の空燃比に戻すための復帰操作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱炉、特に回転
炉床式加熱炉の雰囲気制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】継目無鋼管の素材である丸ビレットは、
通常、回転炉床式加熱炉(以下、回転炉床炉と略称す
る。)により約1250°Cまで加熱した後に、圧延ラ
インへ搬送され製管される。ところで、回転炉床炉に限
らず、一般の加熱炉においても被加熱鋼材のスケール発
生による焼き減りを少なくするために炉内の酸素濃度は
低い方がよいが、実際には炉内の酸素濃度上昇に起因す
る焼き減りが多いのが現状である。
【0003】炉内の酸素濃度が上昇する主な原因として
は、被加熱鋼材の抽出口等の開口部から外気が侵入する
ことが考えられるが、回転炉床炉の場合、特に大径サイ
ズの製管ラインにおいては、素材ビレットも大きいた
め、炉内へビレットを取りにいくマニピュレータも大き
くなって抽出口が必然的に大きなものとなり、また、マ
ニピュレータ自体も相当大きなものであるため、このマ
ニピュレータが炉内に押し込む空気量も無視できない。
従って、回転炉床炉では、抽出扉の開閉による大気の侵
入及び炉圧の低下が炉内酸素濃度上昇を引き起こす最も
大きな要因となっている。尚、抽出扉が開くと酸素濃度
が上昇するというメカニズムは、抽出扉開により炉内燃
焼ガスが炉外に漏洩することにより、炉圧が低下して大
気が炉内に侵入するものと考えられる。
【0004】抽出口からの大気侵入を防止して炉内酸素
濃度の上昇を抑制するための従来の技術としては、例え
ば、抽出口にエアカーテンを形成したり、或いは特開昭
62−139820号公報に開示されているように炉圧
を高めて抽出口からの大気侵入を防止することが行われ
ているが、前者では抽出口がある寸法以上に大きいもの
になればエアカーテンの効果は殆どなく、後者では炉圧
を高くすると炉扉の近くに設けられた材料検知用等のセ
ンサ類が炉扉を開けた時に炎等により焼損するため、炉
圧を一定圧力以上には上げられず、従って、この程度の
圧力設定では炉扉が開いた時の空気の侵入を良好に防止
できない。
【0005】その他、一般の加熱炉においては、炉内酸
素濃度を制御するための空燃比制御や炉圧制御について
は数多くのものが提案されているが、いずれも設定値と
実績値との偏差を基に炉内ダンパの開度をフィードバッ
ク制御して空燃比を上げ下げする等といったもので、抽
出扉の突発的或いは周期的な開閉による炉圧低下や大気
侵入に対して炉内酸素濃度を低レベルに維持できるもの
ではない。
【0006】回転炉床炉においては、特開平1−162
718号公報に記載されているように、燃焼ガスと侵入
空気の割合が加熱に最も有効な状態となるように燃料総
供給量に対する煙道入口のドラフト圧力を設定すると共
に、燃料総供給量の急変時に生じる制御の乱れを炉内の
酸素濃度を変化させることにより補正する方法が提案さ
れているが、扉開閉による炉内の酸素濃度上昇を積極的
に抑制するものではなく、しかも、炉内の酸素濃度のサ
ンプルガス取り出し口は、通常、炉全体の燃焼管理に用
いられるため、燃焼ガスの最下流(炉尻)に設置される
ケースが殆どであり、これではスケールの発生する高温
均熱域での酸素濃度が不明であり、スケール発生を有効
に抑制することができない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、回転炉床炉
は有効炉長が長く、燃焼制御ゾーンは、通常、図5に示
すように、複数に分割されている。図6は各燃焼制御ゾ
ーンの内で最も抽出扉に近いゾーン(図5のNO.5ゾ
ーン)における炉内酸素濃度及び炉圧と、抽出扉の開閉
動作との関係を本発明者が実験により得たグラフ図であ
り、図6から明らかなように、NO.5ゾーンの炉内酸
素濃度及び炉圧の変動は抽出扉の開閉動作に因ることが
判る。そして、本発明者が更に検討を行ってNO.5ゾ
ーンの燃料流量(発生排ガス量)を測定したところ、該
燃料流量によって該炉内酸素濃度の変動の大小が変わる
ことを見いだした。
【0008】ここで、本発明者等がこれらの関係を整理
して鋭意検討した結果、抽出口付近における炉内酸素濃
度、炉圧、燃料流量及び抽出扉が開いている時間の関係
から空燃比制御系に対する空燃比操作量を算出し、抽出
扉が開いたときに該操作量に応じて空燃比を変更操作す
るフィードフォワード制御を行うことにより、抽出口か
らの侵入空気による炉内酸素濃度の上昇を回避すること
ができるという知見を得た。
【0009】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、抽出扉の開閉時に炉内酸素濃度が上昇するの
を回避することにより、被加熱鋼材のスケール発生を抑
制して焼き減りを少なくすることができる加熱炉の雰囲
気制御方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明に係る加熱炉の雰囲気制御方法は、抽出口
近傍の炉内酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段、抽出
口近傍の炉圧を検出する炉圧検出手段、抽出口近傍の燃
料流量を検出する燃料流量検出手段及び抽出扉の開いて
いる時間を計時する計時手段を備え、前記抽出扉が開い
たときに、前記酸素濃度検出手段によって得られた炉内
酸素濃度検出値と、前記炉圧検出手段によって得られた
炉圧検出値と、前記燃料流量検出手段によって得られた
燃料流量検出値と、前記計時手段によって得られた時間
との関係によって定められる空燃比操作量を演算して該
演算値を空燃比制御系に出力することにより空燃比を変
更操作し、前記抽出扉が閉まったときに、前記空燃比を
復帰操作するようにしたことを特徴とする。
【0011】ここで、空燃比の変更・復帰操作は、加熱
炉の特性等に応じて、抽出扉の開閉信号に対して所定の
時間的ずれを設けてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図1及び図2を参照して説明する。図1は本発明の実
施の形態の一例である回転炉床炉の雰囲気制御方法を説
明するための模式図、図2は回転炉床炉の概略図であ
る。図1において符号4は回転炉床炉1の7つの燃焼制
御ゾーン3a〜3g(図2参照)の内で抽出扉2に最も
近いNO.7ゾーン3gに設けられて炉圧P0 を検出す
る炉圧計(炉圧検出手段)、5はゾーン3gに設けられ
て炉内酸素濃度C0を検出する酸素濃度計(酸素濃度検
出手段)、6はゾーン3gの壁部に設けられたバーナ、
7はゾーン3gの燃料流量F0 を検出する流量検出計
(燃料流量検出手段)、8は継目無鋼管の素材である丸
ビレットを炉1内に装入するための装入扉、9は抽出扉
2の開いた時にバーナ6の燃焼を制御するコントローラ
である。コントローラ9は、炉圧P0 ,炉内酸素濃度C
0 ,燃料流量F0 及び図示しない計時手段によって得ら
れる抽出扉2の開時間T0 に基づいて後述する空燃比操
作量Δmを算出する演算手段10と、空燃比操作量Δm
に応じて空燃比の制御を行う空燃比制御手段11とを備
える。
【0013】次に、コントローラ9の作動を説明する。
例えば丸ビレットの抽出時に抽出扉2が開かれて扉開信
号Ts1 が出力されると、演算手段10が炉圧P0 ,炉
内酸素濃度C0 ,燃料流量F0 及び扉開時間T0 の関係
によって定められる空燃比操作量Δm=f(P0
0 ,F0 ,T0 )を算出し、これを空燃比制御手段1
1に出力する。そして、空燃比制御手段11は、演算手
段10によって算出された空燃比操作量Δmに応じて空
燃比を下げるように該空燃比の変更操作を行う。これに
より、抽出扉2が開いた時に抽出口2aから侵入する空
気によってゾーン3gの炉内酸素濃度が上昇するのを回
避する。抽出扉2が閉じられて扉閉信号Ts 2 が出力さ
れると、空燃比制御手段11は元の空燃比に戻すための
復帰操作を行う。
【0014】尚、上記実施の形態では、加熱炉として回
転炉床炉を例に採ったが、これに限定されず、その他一
般の加熱炉にも本発明を適用してもよい。
【0015】
【実施例】図3は本発明に係る回転炉床炉の雰囲気制御
を行わない場合の炉内酸素濃度、炉圧及び抽出扉の開閉
動作の関係を示すグラフ図、図4は本発明に係る雰囲気
制御を行った場合の炉内酸素濃度、炉圧及び抽出扉の開
閉動作の関係を示すグラフ図である。
【0016】まず、雰囲気制御を行わない場合について
説明すると、図3に示すように、抽出扉2が開かなけれ
ば、炉内酸素濃度は1%前後と非常に良好な燃焼をして
いるが、抽出扉2を開いて抽出を開始すると、とたんに
炉圧P0 は+0.8mmH2Oから最低−0.5mmH
2 Oまで急激に減少し、同時に炉内酸素濃度C0 は最大
5%まで上昇した。
【0017】これに対し、本発明に係る雰囲気制御によ
り空燃比を扉開信号Ts1 に対して−0.7秒のタイミ
ングで変更し、扉閉信号Ts2 に対して+1.3秒のタ
イミングで元の空燃比に戻した時の結果を図4に示す。
図4から明らかなように、炉圧P0 は相変わらず抽出扉
2の開動作と共に急激に下がるが、炉内酸素濃度C0
従来の5%に対し最大でも2%とかなり低いレベルに制
御されていることが判る。また、かかる雰囲気制御によ
り、ビレット歩留りでΔ1%、外面スケールによる外面
疵の手入れ工数が半減した。
【0018】因みに空燃比は変更前1.05、変更後は
0.75であり、また、抽出扉2の開時間T0 は10秒
であった。尚、この実施例はある燃焼流量の一例であ
り、空燃比の変更代は燃焼流量等により変わることは言
うまでもない。
【0019】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、抽出口からの侵入空気によって炉内酸素濃度
が上昇するのを回避することができるので、被加熱鋼材
のスケール発生が良好に抑制されて焼き減り量を少なく
することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例である回転炉床炉の
雰囲気制御方法を説明するための模式図である。
【図2】回転炉床炉の概略図である。
【図3】本発明に係る回転炉床炉の雰囲気制御を行わな
い場合の炉内酸素濃度、炉圧及び抽出扉の開閉動作の関
係を示すグラフ図である。
【図4】本発明に係る回転炉床炉の雰囲気制御を行った
場合の炉内酸素濃度、炉圧及び抽出扉の開閉動作の関係
を示すグラフ図である。
【図5】回転炉床炉を説明するための説明図である。
【図6】従来の回転炉床炉における炉内酸素濃度、炉圧
及び抽出扉の開閉動作の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1…回転炉床炉 2…抽出扉 T0 …扉開時間 2a…抽出口 4…炉圧計(炉圧検出手段) P0 …炉圧 5…酸素濃度計(酸素濃度検出手段) C0 …炉内酸素濃度 7…流量検出計(燃料流量検出手段) F0 …燃料流量 Δm…空燃比操作量 10…演算手段 11…空燃比制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抽出口近傍の炉内酸素濃度を検出する酸
    素濃度検出手段、抽出口近傍の炉圧を検出する炉圧検出
    手段、抽出口近傍の燃料流量を検出する燃料流量検出手
    段及び抽出扉の開いている時間を計時する計時手段を備
    え、前記抽出扉が開いたときに、前記酸素濃度検出手段
    によって得られた炉内酸素濃度検出値と、前記炉圧検出
    手段によって得られた炉圧検出値と、前記燃料流量検出
    手段によって得られた燃料流量検出値と、前記計時手段
    によって得られた時間との関係によって定められる空燃
    比操作量を演算して該演算値を空燃比制御系に出力する
    ことにより空燃比を変更操作し、前記抽出扉が閉まった
    ときに、前記空燃比を復帰操作するようにしたことを特
    徴とする加熱炉の雰囲気制御方法。
JP30936095A 1995-11-28 1995-11-28 加熱炉の雰囲気制御方法 Pending JPH09143565A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30936095A JPH09143565A (ja) 1995-11-28 1995-11-28 加熱炉の雰囲気制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30936095A JPH09143565A (ja) 1995-11-28 1995-11-28 加熱炉の雰囲気制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09143565A true JPH09143565A (ja) 1997-06-03

Family

ID=17992068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30936095A Pending JPH09143565A (ja) 1995-11-28 1995-11-28 加熱炉の雰囲気制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09143565A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101402748B1 (ko) * 2012-12-21 2014-06-02 주식회사 포스코 가열로의 산소 제어장치 및 제어방법
CN109891226A (zh) * 2016-11-02 2019-06-14 Bsh家用电器有限公司 家用器具的氧气传感器的校准
CN113774207A (zh) * 2021-08-31 2021-12-10 北京科技大学设计研究院有限公司 一种辐射管热处理炉炉内保护性气氛控制的方法
KR20220001659A (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 주식회사 포스코 가열 방법 및 장치
WO2024048028A1 (ja) * 2022-08-29 2024-03-07 中外炉工業株式会社 燃焼設備

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101402748B1 (ko) * 2012-12-21 2014-06-02 주식회사 포스코 가열로의 산소 제어장치 및 제어방법
CN109891226A (zh) * 2016-11-02 2019-06-14 Bsh家用电器有限公司 家用器具的氧气传感器的校准
US11340202B2 (en) 2016-11-02 2022-05-24 BSH Hausgeräte GmbH Calibrating an oxygen sensor of a domestic appliance
KR20220001659A (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 주식회사 포스코 가열 방법 및 장치
CN113774207A (zh) * 2021-08-31 2021-12-10 北京科技大学设计研究院有限公司 一种辐射管热处理炉炉内保护性气氛控制的方法
CN113774207B (zh) * 2021-08-31 2022-11-11 北京科技大学设计研究院有限公司 一种辐射管热处理炉炉内保护性气氛控制的方法
WO2024048028A1 (ja) * 2022-08-29 2024-03-07 中外炉工業株式会社 燃焼設備

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9727061B2 (en) Method and apparatus for controlling a furnace pressure of a continuous annealing furnace
EP1800058B1 (en) A method for monitoring and controlling the stability of a burner of a fired heater
JP2955431B2 (ja) 焼却炉の燃焼制御装置
US5392312A (en) Method and device for regulating the combustion air flow rate of a flue rate gas collection device of a metallurgical reactor, corresponding collection device and metallurgical reactor
KR101179679B1 (ko) 코크스 오븐의 유입 공기 유량 제어 장치 및 그 제어 방법
CN119137412A (zh) 燃烧设备
US4314694A (en) Method for controlling exhaust gases in oxygen blown converter
KR102964954B1 (ko) 연소 설비의 연소 제어 방법
JP7155988B2 (ja) ラジアントチューブバーナの燃焼不良検出方法
JPH07103461A (ja) 蓄熱型燃焼器を使用する炉の空気比調整方法
JP2007285564A (ja) 連続鋼材加熱炉およびこれを用いた鋼材の加熱方法
JPH11172326A (ja) 炉内雰囲気制御方法とその装置
CN106232841B (zh) 控制铜熔融炉的系统和方法
KR102964947B1 (ko) 연소 설비
JP7156227B2 (ja) 連続式加熱炉の炉内圧力制御装置及び炉内圧力制御方法
KR101175438B1 (ko) 열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법
KR100689153B1 (ko) 가열로에서의 슬라브 온도 예측 방법.
JPH0762352A (ja) コークス炉設備の炉内圧力制御方法
CN119137413A (zh) 燃烧设备的燃烧控制方法
JP2008298352A (ja) ごみ焼却設備における燃焼空気の制御方法および制御装置
JP2004360994A (ja) 不完全燃焼検出装置
JPH10169969A (ja) 蓄熱式バーナ加熱炉の燃焼制御方法及びその装置
JPH06323532A (ja) 燃焼装置の燃焼空気量制御方法
JPS63105321A (ja) 燃焼制御方法
JPH08178551A (ja) 燃焼制御系の温度制御方法